全 文 ：收稿日期：!""#$%%$%& 接受日期：!""’$"($"&
基金项目：山西省科技攻关项目（!""&"(%"))$"%）；现代农业（小麦）产业技术体系（*+,-）专项资助。
作者简介：党建友（%.#!—），男，山西芮城人，助理研究员，主要从事新型肥料研制及小麦栽培。/0123：4156789:’&";< =251> ?90
! 通讯作者 ,@3："(;#$!’’!!"&，A482’’’<%&(> ?90
风化煤复合包裹控释肥对小麦生长发育及
土壤酶活性的影响
党建友%，王秀斌!，裴雪霞%，!，杨 峰%，程麦凤%，王姣爱%，张定一%!
（%山西省农科院小麦研究所，山西临汾 ")%"""；! 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 %"""’%）
摘要：通过田间试验，研究了风化煤复合包裹控释肥对小麦产量、叶片净光合速率（B5）、植株干重及养分和土壤速
效养分及酶活性的影响。结果表明，施用控释肥的小麦产量均较不施肥（CD）和氮磷钾配施（EBD）的升高，结构改
善。与 EBD相比成穗数降低，千粒重和穗粒数提高；等养分量控释肥增产 &F&.G!%&F.!G。控释肥使冬小麦中后
期叶片 B5、植株干重、全 E和全 D含量提高；等养分量控释肥较 EBD处理子粒蛋白质含量提高。与 EBD处理相
比，控释肥处理土壤速效养分在冬小麦生长发育前期低、中后期高，同时提高了土壤酶活性，有利于小麦养分吸收
与运转，使得肥料利用率提高。供试控释肥中以水玻璃控释材料包裹的控释肥（HCIJ）效果最好，明显激活了土壤
酶活性，使土壤养分供应充足，小麦生长发育后期叶片 B5、干重及养分含量及子粒产量最高。
关键词：风化煤复合包裹控释肥；冬小麦；生长发育；土壤酶活性
中国分类号：-%);F;；-;%!F% 文献标识码：+ 文章编号：%""’$;";K（!""’）"&$%%’&$"#
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植物营养与肥料学报 !""’，%)（&）：%%’&$%%.!
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控释肥能提高肥料利用率，减少肥料使用次数，
降低环境污染，应用前景良好［678］。各国已实现工
业化生产的缓 9控释肥主要有脲甲醛、草酰胺、硫包
衣尿素及聚合物薄膜肥料［:］。控释材料是控释肥生
产的重要基础，高效低成本控释材料是研制的关
键［;］。近年来，我国在控释材料研究取得了一些成
果，如沸石、膨润土、木质素、改性矿物和天然多糖等
作为控释材料获得了成功［6，;］。风化煤富含活性物
质腐殖酸，而腐殖酸具有多种活性基团（羧基、酚羟
基、醇羟基、甲氧基等），赋予腐殖酸多种功能，如酸
性、亲水性、阳离子交换性、络合能力及较高的吸附
能力。同时，腐殖酸是有机质重要组成部分，对促进
作物营养代谢，增强作物抗逆性能，改善土壤理化性
状等都有良好作用［<7=］，其开发利用前景十分广阔。
山西省风化煤资源丰富，价格低廉。因此，以风化煤
和其他聚合材料为控释材料研制了复合包裹型控释
肥，并研究其对冬小麦生长发育的影响，为风化煤复
合包裹控释材料应用提供科学依据。
) 材料与方法
)*) 供试材料
供试肥料为 8种自制风化煤复合包裹型控释肥
料。控释肥由核心肥料、风化煤包裹层和致密包裹
层组成。核心肥料为尿素、磷酸一铵和氯化钾制成
>7?@A;7B@A为 @@7=766 的复合肥，约占总重 C;D，
然后包裹 @ED的风化煤，最后包裹 ;D不同控释材
料，形成致密包裹层（包裹层总厚度约为 EF@ 44）。
外层控释材料分别为改性淀粉、聚乙烯树脂和水玻
璃。转盘造粒工艺制成>7?@A;7B@A为 6<7 <7= 的
控释肥，经筛分后，以直径为 8FE!:FE 44供试颗
粒。8种控释肥分别用 GHIJ、IHIJ和 KHIJ表示。
供试肥料为：尿素（> : 66D，?@A;
::D）、普钙（?@A; 6CD）、氯化钾（B@A 种为临优 @E)*+ 试验设计
田间试验于 @EE< 年在山西省农科院小麦研究
所试验田进行。试验地为石灰性褐土，质地中壤，
E—@; (4耕层土壤有机质为 6:F;@ 2 9 M2，全 > 6F6=
2 9 M2、碱解 > =:F<@ 42 9 M2，速效 ? =F;C 42 9 M2，速效 B
6E6F8; 42 9 M2，NO CFL。
试验设：HB 不施肥对照；>?B 氮磷钾配施，施
肥量为 > @@; M2 9 M4@，?@A; 6@E M2 9 M4@，B@A 6;E
M2 9 M4@；GHIJ6、IHIJ6和 KHIJ6，施用量所含 >、?、
B 养分量与 >?B 处理相等（即等养分量处理）；
GHIJ@、IHIJ@和KHIJ@，施用量所含 >、?、B养分量
为 >?B处理的 =ED（=ED养分量处理），控释肥处理
中 ?、B 养分不足部分由普钙和氯化钾补足。共 =
个处理，重复 :次，随机区组排列，小区面积为 :FE 4
P ;FE 4。
>?B处理磷、钾肥全部基施，氮肥 :ED于返青期追施，控释肥全部基施。6E月 @日播
种，< 月 6E 日收获。基本苗为每公顷 @@;FE P 6E:
株。其他管理措施同大田。
)*, 测定项目与方法
收获前，每小区选 @个有代表性的 6 4@ 样方调
查成穗数，另取 6E株进行室内考种，调查穗粒数等。
晾干后数 ;EE粒称重，换算成千粒重，重复 @ 次（重
复间相差!EF; 2）。
从返青期开始，选取朝向长势基本一致的叶片
测定净光合速率，直到蜡熟期结束。于上午 L：EE—
66：EE用英国 Q(/光合测定仪测定净光合速率（?1）。
测定时光强为（6;EE R ;E）!4)* 9（4
@·-），温度为（8E
R 6）S，HA@浓度为（8=E R 6E）!4)* 9 4)*空气，共测 <
次。
分别于越冬前、返青期、拔节期、孕穗期、灌浆期
和成熟期每小区取冬小麦 6E株，迅速带回室内清洗
干净，在 6EES左右杀青 8E 4/1 后，CES烘至恒重，
称重，然后粉碎测定植株氮钾含量；取 E—@; (4土
壤样品风干后测定土壤中速效养分和土壤酶活性。
植株全氮用半微量凯氏定氮法，土壤碱解 >用
碱解扩散法，土壤速效磷用钼锑抗比色法，植株全钾
和土壤速效钾用火焰光度计法测定［L］。土壤脲酶活
性用苯酚7次氯酸钠比色法测定，以 >O8+> 42 9（2·’）
表示；蔗糖酶用 8，;7二硝基水杨酸比色法测定，以
葡萄糖 42 9（2·’）表示；磷酸酶活性用苯磷酸二钾法
测定，以酚 42 9（2·’）表示；过氧化氢酶活性用高锰
酸钾活性测定，以 BG1A: 4Q 9（2·’）表示［6E］。
+ 结果与分析
+*) 控释肥对冬小麦产量结构、子粒产量及蛋白质
含量的影响
表 6看出，与 HB和 >?B处理比较，控释肥处理
能使小麦千粒重和穗粒数提高，差异达显著或极显
著水平。其中以 KHIJ6提高最多，千粒重分别提高
C=66<期 党建友，等：风化煤复合包裹控释肥对小麦生长发育及土壤酶活性的影响
!"#$%和 &"&’%；穗粒数提高 ("#$%和 ("(’%。成
穗数控释肥处理较 )*增加了 $+"(, - (’,!.("’, -
(’,穗 / 01#，差异达极显著水平；但较 23*处理减少
!"&. - (’,!,,"&( - (’,穗 / 01#。小麦产量分别增产
(,".$%! +#"!+%和 ("++%! (!".#%。其中，以
4)56(增产效果最好，与其他处理间差异达极显著
水平。施肥使子粒蛋白质含量提高，等养分量控释
肥处理子粒蛋白质含量较 23* 处理提高，差异达显
著或极显著水平，&’%养分量控释肥处理与 23*处
理相近。控释肥虽使成穗数小幅减少，但冬小麦千
粒重、穗粒数、子粒蛋白质含量和产量提高。
表 ! 冬小麦产量结构、子粒产量和蛋白质含量
"#$%& ! ’(&%)，(*+ ,-./-0&0*+ #0) /1-*&(0 ,-0*&0* -2 3(0*&1 34&#*
处理
789:;19<;=
千粒重（>）
(’’’?@98<9A B; C
穗粒数（2DC）
E8:F< G98 =GF@9
成穗数（ - (’, / 01#）
HGF@9 子粒产量（@> / 01#）
E8:F< KF9AL
子粒蛋白质（%）
E8:F< G8D;9F<
)* +$"+! M ("!+ NLO) ,’"#P M ’"P! 9) ,’+"## M $"(’ L6 ,!+P"## M +#"++ >E (+",$ M ’"#( LQ
23* +,"$+ M ’"&# L) ,’"&’ M ’"$’ L9Q) $’("## M #"’+ :R $#!’"+, M $+"++ S6 (,"($ M ’"#! NO)
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注（2D;9）：同列数据后不同大小写字母分别表示差异达 ’"’(和 ’"’$显著水平，下同 V:AI9= SDAADB9L JK LFSS989<; N:GF;:A :?
565 控释肥对冬小麦叶片净光合速率（70）的影响
施肥使叶片净光合速率（3<）提高，且与 )*差
异达极显著水平。返青期、拔节期和孕穗期以 23*
叶片 3< 最高；返青期除 T)56( 和 5)56( 外，23*
与其他处理间差异达显著或极显著水平；拔节期和
孕穗期各处理间差异较小。随着生育期推移，控释
肥处理叶片 3<下降相对缓慢，抽穗期等养分量控释
肥处理叶片 3<高于 23*处理；灌浆期和蜡熟期控
释肥处理均高于 23*处理，以 4)56( 处理最高，到
蜡熟期其叶片 3<仍达 P"(’!1DA /（1
#·=），与其他处
理间差异达极显著。冬小麦生长发育后期叶片保持
较高的 3<，有利于干物质积累提高粒重增产（表 #）。
表 5 不同施肥处理冬小麦叶片净光合速率（70）的变化［!.-% 8（.5·+）］
"#$%& 5 9 0&* /4-*-+:0*4&+(+（70）-2 3(0*&1 34&#* ;0)&1 )(22&1&0* 2&1*(%(<&1+ *1&#*.&0*+
处理
789:;19<;=
返青期
59>899 =;:>9
拔节期
XDF<;F<> =;:>9
孕穗期
ODD;F<> =;:>9
抽穗期
Y9:LF<> =;:>9
灌浆期
6FAAF<> =;:>9
蜡熟期
QDI>0 =;:>9
)* ($",( M ’"($ L) (&"+. M +"(+ NO #("’+ M (",& S Q (P"(’ M ("## LQ (P"(+ M ’"P+ N) ("’# M ’"#’ LQ
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4)56# (!"P’ M ’",. NLO) (."#P M (",& :JR ##"P’ M ("## NL9O (."(( M ("’# JNO) (."!+ M ’".+ :R ,"$+ M ("$’ JO
56= 控释肥对冬小麦各生育期植株干重的影响
表 +表明，施肥使植株干重提高，与 )*差异均
达极显著水平。越冬前、返青期和拔节期以 23*处
理干重最高，但越冬前、返青期差异未达显著水平，
拔节期差异显著。孕穗期到成熟期控释肥处理植株
干重逐渐快速提高，23*处理提高相对较慢，干重较
低。控释肥中以 4)56效果较好，说明控释肥对冬
小麦中后期干物质积累有促进作用。
&&(( 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 (,卷
表 ! 控释肥对不同生育时期冬小麦单株干重影响（" # $%&’(）
)&*%+ ! ,--+.( /- 012 /’ 345 6+7"8( $+4 $%&’( &( 37--+4+’( "4/6(8 9(&"+9 /- 67’(+4 68+&(
处理
!"#$%&#’%(
越冬前
)"#*+,’%#"
返青期
-#."##’,’. (%$.#
拔节期
/0,’%,’. (%$.#
孕穗期
100%,’. (%$.#
抽穗期
2#$3,’. (%$.#
灌浆期
4,55,’. (%$.#
成熟期
6$%7"# (%$.#
89 :;<= > :;:? @1 :;AB > :;CB @1 C;DB > :;:? 38 C;=C > :;CC 3E F;:< > :;C: @8 F; :;:A @8 D;?A > :;C: @8
H)9 :;AB > :;C? $I C;F? > :;C= $I C;A< > :;:F $I F;F? > :;F= $JI1 F;?G > :;C= J1 D;FD > :;:F J1 D; :;CB JI1
68-4C :;GA > :;:< $JI C;FD > :;CB $I1 C;=G > :;:? JI1 F;F< > :;FC $JI1 F;=C > :;:? $J1I D;FA > :;C< J1 D;AC > :;F< JI1
-8-4C :;G= > :;:= $JI C;CA > :;CA $I1 C;=< > :;CB JI1 F;D? > :;CC $I F;=G > :;:B $I D;B< > :;:F JI1 B;:? > :;C? $I
K8-4C :;G? > :;CC $JI C;CC > :;CC $JI1 C; :;CC JI1 F;DB > :;CF $I F;G< > :;CB $I D; :;:G $I B;CG > :;:? $I
68-4F :;G: > :;C: JI1 C;C: > :;FC $JI1 C;?? > :;CB @18 F;:C > :;C? J@18 F;?A > :;:= J1 D;F< > :;:G J1 D;G: > :;CD J1
-8-4F :;=G > :;:G J@I1 C;:< > :;CA $JI1 C;?F > :;C= @318 F;CG > :;FD J18 F; :;:D J1I D;F= > :;:= J1 D;G: > :;C? J1
K8-4F :;=G > :;:= J@I1 C;:F > :;CB JI1 C;BD > :;:: @38 F;:= > :;C< J@18 F; :;C? $J1I D;DC > :;CF J1 D;GA > :;:? JI1
:;< 控释肥对冬小麦各生育期植株全 =和全 >含
量的影响
施肥使各生育期植株全 H 含量明显提高（图
CI）。越冬期到拔节期以 H)9处理植株全 H含量高
于控释肥，但与等养分量控释肥差异较小；孕穗期
后 H)9处理全 H含量下降较快，植株全 H含量低于
等养分量控释肥处理；抽穗以后植株全 H 含量以
K84-C最高。越冬前和返青期以 H)9处理植株全
9含量最高，控释肥相对较低；返青期后，控释肥处
理植株全 9含量提高相对较快，到拔节期植株全 9
含量高于 H)9处理（图 C1）。抽穗期后，以 K84-C
植株全钾含量最高，但与其他控释肥间差异较小。
图 ? 控释肥对冬小麦各生育期植株全 =和全 >影响
27"@? ,--+.( /- 012 /’ $%&’( (/(&% = &’3 > ./’(+’( &( 37--+4+’( "4/6(8 9(&"+9 /- 67’(+4 68+&(
［注（H0%#）：)!—冬前 )"# +,’%#"；-L—返青期 -#."##’,’. (%$.#；/M—拔节期 /0,’%,’. (%$.#；1M—孕穗期 100%,’. (%$.#；2M—抽穗期 2#$3,’. (%$.#，
4M—灌浆期 4,55,’. (%$.#；6M—成熟期 6$%7"# (%$.#N 下同 !O# ($&# J#50+］
:;A 控释肥对氮、钾利用效率的影响
控释肥明显提高了氮、钾肥的利用率（表 B），等
养分量控释肥处理，氮钾肥利用率为 D:;GBP!
BF;AGP和 B:;GCP! ??;DAP，较 H)9 处理提高
CC;GAP!FB;:DP和 CC;FGP!F?;G控释肥利用率为 FD;=AP! D?;BBP和 D?;:CP!
BF;DAP，较 H)9 处理提高 B;GDP! C<;BGP 和
B;A?P!CF;G钾肥利用率最高。
:;B 控释肥对土壤中速效养分含量的影响
越冬前到拔节期土壤中碱解 H均以 H)9处理
最高，较等养分量控释肥处理提高 <;<&. Q R.；从孕穗期开始 H)9处理土壤碱解 H含量快
速下降，低于等养分量控释肥处理（图 FI）。越冬前
到拔节期土壤速效 )均以 H)9处理最高，控释肥处
理相对较低；随着生育期推移，H)9处理土壤速效
)持续快速下降，直至收获期，而控释肥处理土壤中
速效 )含量先提高，然后缓慢降低（图 F1）。
图 F8看出，89和 H)9处理土壤速效 9含量从
越冬前到灌浆期持续降低，成熟期才有所提高；控
释肥处理土壤速效 9含量先逐渐升高，返青期达最
高，然后降低，至收获时有所回升。控释肥中以
AGCC<期 党建友，等：风化煤复合包裹控释肥对小麦生长发育及土壤酶活性的影响
!"#$效果较好。施用控释肥，冬小麦生育前期土
壤速效养分含量相对较低，而中后期土壤中保持较
高的速效养分水平，保证了冬小麦高产对养分的需
求。另外，收获期控释肥土壤速效养分含量较高，有
利于下茬作物吸收利用。
表 ! 不同肥料处理氮钾肥的利用效率
"#$%& ! ’ #() * +&,-.%./&, 01& &22.3.&(34 52 67&#- 0()&, ).22&,&(- 2&,-.%./&,1 -,&#-8&(-1
处理
%&’()*’+),
氮素 -.)&/0’+ 钾素 1/)(,,.2*
吸收量（30 4 5*6）
78)(3’
利用率（9）
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提高（9）
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注：吸收量 J茎杆干重 K -含量 L子粒干重 K -含量
-/)’：78)(3’ (*/2+) J M&< *())’& /: ,)&(N K - ;/+;’+)&()./+ .+ ,)&(N L M&< *())’& /: 0&(.+ K - ;/+;’+)&()./+ .+ 0&(.+
图 9 控释肥对冬小麦各生育期土壤速效养分影响
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9@A 控释肥对土壤酶活性的影响
由表 G 可知，施肥使土壤酶活性均较 "> 处理
提高，差异达极显著水平。控释肥处理土壤酶活性
高于 -1> 处理。拔节期等量养分条件下，土壤脲
酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性以控释肥 I"#$最高，
其次是!"$#，而收获期以!"$#最高；拔节期和收
获期磷酸酶均以 !"$# 活性最高，I"#$ 次之。控
释肥提高了土壤酶活性，改善土壤养分供应状况，提
高肥料的利用率，保护了土壤中微生物正常活动，为
冬小麦创造了良好的生长条件。
B 讨论与结论
控释肥能调控各养分比例静态平衡和供肥过程
动态平衡，可根据作物生长发育期需肥量调节其养
分释放速度，肥料利用率高，节肥增产［H，??O?B］。风化
煤复合包裹型控释肥富含腐殖质等有机活性物质和
丰富的高吸附基团等，养分释放缓急相济，互补长
短，与冬小麦需肥规律具有较高的同步性。施用控
释肥在冬小麦生长发育前期土壤速效养分含量较
->1低，中后期较 ->1高，满足了冬小麦中后期生
长发育的需求，这与王茹芳等结论相同［H］。施用控
释肥虽使冬小麦成穗数有所降低，但千粒重、穗粒数
和子粒蛋白质含量提高，达到了增产提质效果。控
释肥中以 !"#$ 效果最好，在等养分条件下，千粒
重、穗粒数、子粒蛋白质含量最高，增产效果最好。
冬小麦叶片 1+、干重、植株全氮 -全 >含量及
DF?? 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ?H卷
表 ! 不同处理小麦拔节期和收获期土壤中酶活性变化
"#$%& ! ’(#)*&+ ,- ./--&0&)1 10&)1+ ,) +,/% &)342& #51/6/1/&+ #1 7,/)1/)* #). 2#180& +1#*&+ ,- 9/)1&0 9(

处理
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脲酶
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［)*+,) -. /（.·0）］
蔗糖酶
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［452& -. /（.·0）］
磷酸酶
678(7$%$(#
［67#985 -. /（.·0）］
过氧化氢酶
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［>?9@A -B /（.·0）］
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)6> MFOG I JFEM #D MFA+ I JFJG .N JFHA I JFJ+ 3R JFOA I JFJH 0D MFMO I JFE+ #Q MF+J I JFEE 3R PFOG I JFEO 0L PFGG I JFME 0D
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SDSNNM +FEO I JFE+ 30R MFVO I JFEH #L JFOE I JFJE UTR JFOA I JFJH 0D MF+G I JFEE 0L MFOV I JFJO UT VFM+ I JFEA 3D VFGM I JFMH 3R
WDSNNM +FEG I JFEH U30TR MFG+ I JFJG 0DL JFOA I JFE $UT JFP+ I JFJP $UTR MFAO I JFE 30DL MFOG I JFEO UT VFMA I JFJO 3D VFGM I JFEO 3R
运转与养分用量、肥料种类相关，并受土壤养分供应
影响［EE，EA］。本试验结果表明，控释肥促进了冬小麦
中后期生长发育，使叶片 69、干重、植株全 )全 >含
量均明显高于 )6>处理，有利于冬小麦后期干物质
积累与转移，提高粒重增产。控释肥中 WDSN效果
最好，这与产量结果一致。
土壤酶活性和微生物是表征土壤肥力的重要指
标之一［V，EH］。土壤酶活性高低反映了土壤养分转化
状况［EA］。风化煤复合包裹型控释肥为冬小麦生长
发育提供了有机活性物质，为土壤微生物提供了有
机能源，改善根际微环境，不同程度激活土壤酶活
性，更有利于小麦对土壤养分的吸收与运转，使得肥
料利用效率提高。试验表明，VJX养分量控释肥处
理土壤速效养分虽与 )6>处理相近或略低，但产量
较 )6>处理高，可能与此有关，这有待进一步研究。
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